关于浮沉子的探究

关于浮沉子的探究

以不同状态观察浮沉子

(一)浮沉子型态不同观察

以下列浮沉子各种不同的型态(最刚开始浮沉子内有同样的水量)观察其下降到底部的顺序。

1.吸管粗细

不同：0.5cm(图)的细吸管A和直径1cm的粗吸管B(图)

相同：吸管长3.5cm、两根铜钉平头向上、吸管下开一个洞、纯水

图4-2 沉浮子A图4-3 沉浮子B

2.吸管长短

不同：吸管长3.5cm C和吸管长4.5cm D(图)

相同：直径0.5cm细吸管、两根铜钉平头向上、吸管下开一个洞、纯水

图4-4 浮沉子C D

3.吸管开的洞数

不同：吸管下开一个洞和吸管下开两个洞(图)

相同：直径0.5cm细吸管、吸管长3.5cm、两根铜钉平头向上、纯水中

图4-5 浮沉子E F

4.头钉位置上下

不同：平头向上和平头向下(图)

相同：直径0.5cm细吸管、吸管长3.5cm、吸管下开一个洞、纯水中

图4-6 浮沉子G H

(二)液体状态不同观察

用相同直径0.5cm细吸管、吸管长3.5cm、两根铜钉平头向上、吸管下

开一个洞的浮沉子，在纯水和在饱和的盐水(图)中做比较，观察哪一个

浮沉子先到达底部。

图4-7 左为纯水右为盐水

比较分析

(一)将浮沉子型态不同的比较结果制作成表格。

(二)将相同浮沉子在纯水中和盐水的比较结过制作成表格。

(三)分析各个状态中浮沉子下降趋势的原因。

(四)讨论分析后写出最后的研究结果

研究结果

一、不同状态的浮沉子观察结果

(一)吸管粗细比较结果：

标号描述沉至底部的顺序

A 直径0.5cm的细吸管FIRST

B 直径1cm的粗吸管SECOND

图5-1比较1

(二)吸管长短比较结果：

标号描述沉至底部的顺序

C 吸管长3.5cm FIRST

D 吸管长4.5cm SECOND

图5-2比较2

(三)吸管开的洞数比较结果：

标号描述沉至底部的顺序

E 吸管下开一个洞SECOND(几乎同时)

F 吸管下开两个洞FIRST

图5-4比较3

(四)头钉位置上下比较结果：

标号描述沉至底部的顺序

G 平头向上同时

H 平头向下同时

图5-5比较4

二、液体状态不同比较

讨论

一、吸管内空气的体积：

在实验的过程当中，刚开始发现我们所做浮沉子浮沉的顺序跟比没有一定，连相同的两个浮沉子下降的顺序也都没有一定，有些甚至下降都不下降。讨论之后发现，原来是我们一刚开始的在浮沉子中所放的水没有一定，造成了这些的差异。而影响浮沉子的沉降是其中所有的空气体积，空气越多排入液体也需要越多，J 浮沉子才因为其重量够重了才开始下降。所以说沉浮子内的空气体积越多，其到达体部的力气就需要比较多；空气越少，所花的力气就相对的比较少。故影响浮沉子的最主要原因是其内部所拥有的空气体积。

二、浮沉子型态不同之分析：

(一)吸管粗细比较分析：经过刚刚吸管内空气的讨论，相对的大吸管上升的水量

应该会比细吸管来的多，也较容易下降，但是实验的结果发现事实并不是这样子。在我们加以讨论和多次尝试之后发现，粗吸管的质地来的比细吸管还要硬，而软硬的不同，浮沉子受压改变体积的程度也就不同。也就是说，较硬质地的粗吸管改变体积的程度比小吸管来的难，所以说到达底部需花比较多的力气。

(二)吸管长短比较分析：虽然刚开始长吸管内的水多于短吸管，但是长吸管内的

空气的体积是大于小吸管内的体积，施加压力水上升的比例也相当，不过相对来说长吸管需要较多的水进入其中才得以下降到底部。故长吸管所需要较多的力气才能下降到底部。

(三)吸管开的洞数比较分析：除了开洞的数目不一样以外，其他条件都相同，所

以说影响浮沉子的主要原因是排入或排出液体的容易度。因为有两个洞的原因，所以说排入或排出水的容易度相对的比一个洞来的顺利，所以说两个洞的吸管下降到底部所需要的力气稍小于一个洞的吸管。两者的时间差并没有很大，所以说排出液体的容易度没有很大的影响。

(四)头钉位置上下比较分析：因为吸管每一项的条件都一样，除了钉子的头是向

上还是向下，而不管钉头是向上还是向下其浮沉子的质量是不会有影响的，其浮沉子中的水量也是一样没有差别，所以说两个浮沉子下降所需要的利器几乎是同时的。

三、放入液体不同之分析：

水的密度为1.0 g/ml、饱和盐水的密度为1.2 g/ml，所以说相同体积盐水的质量是比较重的。相对来看浮沉子实验，以相同的浮沉子在纯水和饱和盐水中做比较，浮沉子上升水位相同时也就是说体积相同，在盐水的质量是大于在纯水中的。也就是说，在盐水中下降浮沉子所需要的力气是小于在纯水中的。而实验的结果发现两者之间所用的力气没有非常大的差别，可能是因为我们所做的浮沉子太小了，所以说影响的程度没有非常大。

结论

一、影响浮沉子最主要的原因是其内所占的空气体积，体积越多，下降所花的力气就需要比较多。

二、吸管的质地也会影响浮沉子的程度，越硬质地的吸管改变体积较困难，故下降所花的力气较多。

三、排水顺利与否也会影响浮沉子的升降，排入或排出液体越顺利，浮沉子就越容易升降。

四、浮沉子所在的液体也影响了其升降，液体密度越高，使其下降到底部所花的力气就越小。

五、用日常生活中的一些便宜的小物品可以做出一项不错的物理实验，但是其务差确实比较大。故本次实验判断的标准需要更进一步的用精确的仪器测量和探讨。